樁基檢測中聲波透射法檢測技術(shù)實(shí)踐探討

戴禮榮

(福建九鼎工程質(zhì)量檢測有限公司， 福建 福州 350007)

前言：樁基礎(chǔ)在房屋建筑工程中占據(jù)著關(guān)鍵性地位，樁基質(zhì)量對(duì)于房屋建筑工程的整體質(zhì)量和安全性具有至關(guān)重要的影響。樁基施工具有較為復(fù)雜的施工工序，且呈現(xiàn)出顯著的隱蔽性，對(duì)施工技術(shù)具有較高的要求，存在較大的施工難度，且極易發(fā)生各類質(zhì)量和安全隱患。因此，要加強(qiáng)聲波透射法檢測技術(shù)在樁基檢測中的實(shí)踐應(yīng)用，優(yōu)化樁基檢測效果，有效保障樁基質(zhì)量。

1 聲波透射法概述

當(dāng)前，樁基檢測主要著眼于其樁身完整性以及承載力。通常，若樁基呈現(xiàn)的完整程度能有效滿足相關(guān)設(shè)計(jì)的具體要求，則其承載力也能滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求。但是，樁基承載力達(dá)標(biāo)，未必能保證其完整程度滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求。因此，要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)樁身完整性的有效檢測。對(duì)樁基完整程度進(jìn)行檢測，主要包括以下四種方法：（1）低應(yīng)變法。該檢測方法操作簡單，成本低廉，可較準(zhǔn)確的判斷樁頂下第一個(gè)缺陷的位置，但對(duì)于第二個(gè)及以下的缺陷缺很難判斷，檢測范圍也有一定的局限性。（2）鉆芯法。該檢測方法獲取的樁基檢測結(jié)果具有較強(qiáng)的直觀性和可靠性，然而缺乏代表性，僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)樁內(nèi)部狀況的局部反映，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)樁檢測盲區(qū)和隱性缺陷的有效檢測。（3）高應(yīng)變法。該檢測方法是一種近代高技術(shù)成果，可以同時(shí)評(píng)價(jià)樁的完整性和承載力，但受現(xiàn)場檢測環(huán)境、儀器設(shè)備以及檢測人員素質(zhì)的限制，具有較大的局限性。（4）聲波透射法。該檢測方法呈現(xiàn)出較強(qiáng)的復(fù)雜性，但檢測準(zhǔn)確率相對(duì)較高，在樁基檢測中得到了日漸廣泛的實(shí)踐應(yīng)用[1]。

1.1 聲波透射法的基本原理

采用聲波透射法對(duì)樁進(jìn)行檢測，要將適量聲測管預(yù)先對(duì)待檢測樁進(jìn)行豎直安裝，有效保障聲測管間呈現(xiàn)出平行狀態(tài)。在檢測過程中，要預(yù)先將清水注滿聲測管，在聲測管中對(duì)收發(fā)換能器以及超聲波發(fā)射器進(jìn)行安裝，再通過超聲波發(fā)射器對(duì)超聲波進(jìn)行發(fā)射，使之穿過待檢測樁基相應(yīng)混凝土，并被接收換能器有效檢測到。樁基混凝土結(jié)構(gòu)分布有諸多不均勻的小孔，超聲波對(duì)樁基混凝土進(jìn)行穿過時(shí)，會(huì)引發(fā)程度不同的折射、發(fā)射以及繞射，進(jìn)而導(dǎo)致超聲波相應(yīng)的幅度、波形均呈現(xiàn)出不同變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)樁基完整程度的真實(shí)反映[2]。

1.2 聲波透射法的現(xiàn)場檢測步驟

發(fā)射與聲波接收換能器，借助深度標(biāo)志，能實(shí)現(xiàn)對(duì)兩根聲測管相應(yīng)測點(diǎn)位置的準(zhǔn)確放置，且能以固定高差確保升降的同步；對(duì)信號(hào)呈現(xiàn)的時(shí)程曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和詳細(xì)記錄，對(duì)聲時(shí)、周期值以及首波峰值等進(jìn)行準(zhǔn)確讀取，并同時(shí)對(duì)頻譜曲線以及主頻值進(jìn)行顯示；將兩根聲測管作為一個(gè)檢測剖面，對(duì)多根聲測管實(shí)施組合，完成對(duì)全部檢測剖面的有效檢測；對(duì)樁身質(zhì)量可能存在問題的測點(diǎn)區(qū)域，采用加密測試，并鋪以斜側(cè)等方式，對(duì)樁身缺陷的具體位置和實(shí)際范圍進(jìn)行科學(xué)確定；對(duì)同一樁相應(yīng)的各檢測剖面實(shí)施檢測時(shí)，要保持儀器相關(guān)設(shè)置參數(shù)以及發(fā)射電壓的固定不變[3]。

1.3 檢測數(shù)據(jù)分析與判定

在樁基檢測中，對(duì)聲波透射法進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，根據(jù)獲取的檢測結(jié)果，可初步實(shí)現(xiàn)對(duì)樁基缺陷的準(zhǔn)確判定。（1）樁身完整的樁，一般其聲學(xué)參數(shù)無明顯異常，波形無明顯異常。（2）如果樁身存在局部輕微缺陷，則該區(qū)域的聲學(xué)參數(shù)輕微異常、波幅降低、波形輕微畸變。（3）如果樁身存在蜂窩、夾泥，則該區(qū)域聲時(shí)明顯增加，波幅衰減。（4）如果樁身存在局部夾層、斷樁，則該區(qū)域聲時(shí)急劇增加，波幅強(qiáng)烈衰減，波形幾乎為一條直線，即使加大增益和增加電壓也無法采集到規(guī)則的曲線[4]。

2 案例工程概況

某高層建筑采用框架結(jié)構(gòu)，其主樓高達(dá)12層，裙樓2層。該高層建筑擬建場地的地層結(jié)構(gòu)自上而下依次為雜填土①、粉質(zhì)粘土②、淤泥③、粉質(zhì)粘土④、淤泥質(zhì)土⑤、殘積砂質(zhì)粘性土⑥、全風(fēng)化花崗巖⑦、全風(fēng)化花崗斑巖⑦-1、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑧。該高層建筑采用灌注樁，總樁數(shù)為104根。其主樓樁長在24m到28m范圍之間，樁身采用C35混凝土，并對(duì)鋼筋進(jìn)行配置。在本工程中，采用聲波透射法對(duì)該高層建筑的18根樁進(jìn)行檢測。

2.1 對(duì)聲測管進(jìn)行埋設(shè)

遵循聲波透射法相關(guān)測試具體要求，對(duì)待檢測的18根樁基進(jìn)行聲測管的埋設(shè)，按照等邊三角形對(duì)每根樁埋設(shè)A、B、C三根聲測管，AB=AC=BC，三者管距均為68cm。采用鋼管作為聲測管，有效直達(dá)樁底。聲測管外徑為50mm,內(nèi)徑為45mm，確保換能器能在聲測管全程范圍內(nèi)正常升降。

2.2 第一次實(shí)施檢測

遵循聲波透射法相應(yīng)的檢測規(guī)劃和具體方法，對(duì)案例工程中18根樁實(shí)施分別檢測，獲得如下檢測結(jié)果：除42#樁存在明顯缺陷外，其余17根樁均呈現(xiàn)出正常狀態(tài)，質(zhì)量良好，無明顯缺陷，均為Ⅰ類和Ⅱ類樁，均可作為工程樁進(jìn)行使用。42#樁檢測結(jié)果如下：AC、BC剖面檢測范圍內(nèi)砼均無明顯缺陷，AB剖面在12.90～13.60m范圍內(nèi)波形明顯畸變，波幅明顯偏低；實(shí)施加密測試后，獲知42#樁呈現(xiàn)出整段式的程度明顯的缺陷。因此，將42#樁判定為Ⅲ類樁，不能在工程施工中使用。

2.3 補(bǔ)強(qiáng)與第二次檢測

基于對(duì)42#樁采用聲波透射法檢測所獲取的檢測結(jié)果，設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位以及業(yè)主方通過協(xié)商探討，擬對(duì)42#樁基實(shí)施取芯驗(yàn)證。將鉆孔在42#樁中心及AB剖面上進(jìn)行布置，實(shí)施取芯。中心部位芯樣顯示樁身無明顯缺陷，AB剖面芯樣在12.9到13.6米位置砼處于離析狀態(tài)。證明42#樁僅在AB剖面出現(xiàn)局部離析，與聲波透射結(jié)果一致。因此，為滿足工程使用需要，經(jīng)參建各方協(xié)商決定對(duì)42#樁進(jìn)行高壓注漿補(bǔ)強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)砼凝期滿之后，采用聲波透射法對(duì)42#樁實(shí)施復(fù)測，即對(duì)第一次檢測結(jié)果顯示的異常部位實(shí)施二次檢測。42#樁的聲波透射復(fù)測結(jié)果表明，42#樁補(bǔ)強(qiáng)后的完整性得到顯著改善，AB剖面相應(yīng)的聲時(shí)、聲速等均正常，波幅呈現(xiàn)出略微的偏低，因此，將之判定為Ⅱ類樁。補(bǔ)強(qiáng)之后的42#樁可作為工程樁進(jìn)行使用。

3 結(jié)語

當(dāng)前，聲波透射法檢測技術(shù)日益成熟，在房屋建筑工程樁基檢測中得到了日漸廣泛的應(yīng)用。聲波透射法對(duì)樁基進(jìn)行檢測，能有效保障樁基檢測結(jié)果的科學(xué)性和可靠性，特別是對(duì)于樁基缺陷的有效檢測更具優(yōu)勢。在樁基檢測中，對(duì)聲波透射法進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，需預(yù)先對(duì)聲測管進(jìn)行埋設(shè)，其檢測成本相對(duì)較高，且在實(shí)踐操作過程中，極易造成檢測疏漏，導(dǎo)致出現(xiàn)對(duì)樁基缺陷誤判或者漏判。因此，在樁基檢測，對(duì)聲波透射法進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，要嚴(yán)格遵循相關(guān)步驟和技術(shù)要點(diǎn)，有效保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。